基于合作博弈的P2P內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計和分析.pdf

1、P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是融合了P2P網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容分發(fā)技術(shù)各自的優(yōu)點而產(chǎn)生的,是目前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域研究的熱點之一。但是在實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在著大量的自私節(jié)點,它們占用大量的帶寬資源卻又不愿意為其他節(jié)點提供下載服務(wù),導(dǎo)致“搭便車”和“公共地悲劇”現(xiàn)象的產(chǎn)生。這違背了P2P最初的設(shè)計理念,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的整體性能。本文針對這一現(xiàn)象,引入了經(jīng)濟(jì)學(xué)中的合作博弈理論,利用合作博弈理論中的三種技術(shù):Shapley值、NBS(Nash Bargaining

2、Solution)和Repeated Game來解決P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中激勵節(jié)點合作實現(xiàn)資源共享的問題。
　　本文首先對P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了綜述,包括研究背景、研究現(xiàn)狀和研究意義,重點討論了目前已有的激勵機制。接著介紹了P2P技術(shù)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)和博弈論等理論知識。最后針對目前激勵機制在P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中存在的問題,提出了基于合作博弈的內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計方案,目的在于抑制“搭便車”現(xiàn)象的發(fā)生和促進(jìn)節(jié)點合作,從而提高P

3、2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
　　本文基于合作博弈的P2P內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計和分析主要包括三個方面：首先,提出了基于Shapley值的P2P視頻點播系統(tǒng)的存儲管理機制。該機制通過采用Shapley值的方法實現(xiàn)了P2P視頻點播系統(tǒng)中合作收益的公平合理分配,從而激勵了節(jié)點參與合作,提高了隨機搜索操作的命中率;其次,提出了基于 NBS的社會P2P網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)管理方案。在社會P2P網(wǎng)絡(luò)這種典型的P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中,由于節(jié)點都具有社會屬

4、性,節(jié)點之間易形成合作聯(lián)盟從而實現(xiàn)帶寬共享,但是節(jié)點合作時的最優(yōu)策略選擇和節(jié)點的公平性等問題亟需研究。因此我們通過建立討價還價博弈模型并求出了納什談判解,提高了節(jié)點的效率和公平性;最后,提出了社會P2P網(wǎng)絡(luò)中基于重復(fù)博弈的懲罰激勵機制。在社會P2P網(wǎng)絡(luò)中,由于節(jié)點都是自私的,我們不能保證在整個合作過程中所有節(jié)點一直都是誠信的,針對怎樣防止節(jié)點欺詐行為發(fā)生的問題,提出了懲罰激勵機制“Punishment-Forgiving-Restori